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SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM CONCRETO

PRÉ-MOLDADO

Henry Osório Teixeira Senden

Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro.

Orientador: Profº. Eduardo Linhares Qualharini

Rio de Janeiro / RJ Agosto, 2015

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SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO

Henry Osório Teixeira Senden

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL. Examinada por:

______________________________________________ Prof. Eduardo Linhares Qualharini (orientador)

______________________________________________ Prof.ª. Isabeth da Silva Mello- MS.c.

______________________________________________ Prof. Willy Weisshuhn - MS.c.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL AGOSTO de 2015

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Senden, Henry Osório Teixeira Sistemas Construtivos em Concreto Pré-moldado / Henry Osório Teixeira Senden – Rio de Janeiro: UFRJ / Escola Politécnica, 2015. X, 68p.: il.; 29,7 cm. Orientador: Eduardo Linhares Qualharini Projeto de graduação – UFRJ/ Escola Politécnica / Curso de Engenharia Civil, 2015. Referências bibliográficas: p. 53 e 54 1. Introdução. 2. História do Pré-moldado. 3. Elementos do Sistema Construtivo em Pré-moldado 4. Estudo de Caso. 5. Considerações finais. I. Eduardo Linhares Qualharini. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III. Engenheiro civil.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por ter me dado forças, me capacitado, me ajudado nos momentos

difíceis durante os períodos de estudo e colocado as pessoas certas no meu caminho.

Agradeço a meus pais Carlos Henrique e Martha da Costa que não mediram esforços

para dar a melhor educação, me fizeram ser um homem com princípios, valores e

caráter e sempre me apoiaram ao longo de todo período da faculdade.

Agradeço a minha esposa Michele Senden por ter aturado meu nervosismo com as

matérias, as noites em claro estudando e por não reclamar dos fins de semana trancado

dentro de um quarto fazendo trabalho ou estudando para uma prova decisiva.

Agradeço a meu orientador professor Eduardo Qualarini por sempre estar disposto a me

receber, me auxiliando durante a monografia com sua visão clara e centrada sobre o

assunto.

Agradeço aos professores da graduação que abriram meus horizontes com seus

conhecimentos e experiências.

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Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Sistemas Construtivos em Concreto Pré-Moldado

Henry Osório Teixeira Senden

Agosto/2015

Orientador: Eduardo Linhares Qualharini

Curso: Engenharia Civil

O mercado da construção civil vem cada vez mais buscando processos que racionalizem

materiais e tornem o processo construtivo mais produtivo. Os sistemas construtivos em

concreto pré-moldado tem mostrado alta capacidade de racionalização com ganho de

velocidade de execução da obra, menos perdas de matérias, utilização de mão de obra

mais qualificada e um melhor acabamento final da construção. Este trabalho vem

indicar as vantagens e desvantagens de utilizar sistemas pré-moldados na obra,

mostrando como são executadas as ligações nas estruturas pré-moldadas, os tipos de

elementos mais comumente utilizados, os benefícios da utilização deste tipo de

estrutura, as etapas de recebimento e montagem da estrutura na obra.

Palavras-chave: SISTEMA CONSTRUTIVO, PRÉ-MOLDADO, PRÉ-FABRICADO.

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Abstract of Monograph present to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for degree of Specialist.

Building Systems in Pre-cast Concrete

Henry Osório Teixeira Senden

August/2015

Advisor: Eduardo Linhares Qualharini

Course: Civil Engineering

The construction market is increasingly seeking to rationalize processes and materials

become the most productive construction process. Construction systems for precast

concrete has shown high capacity for rationalization to gain the work execution speed ,

less waste of materials , hand use of more skilled workforce and a better finishing of the

building. This work is to show the advantages and disadvantages of using precast

systems at work, showing how the connections in precast structures are performed, the

types most commonly used elements, the benefits of using this type of structure, the

receipt of steps and assembly of the structure on site.

Keywords: CONSTRUCTIVE SYSTEM, PRE- CAST, PRE- MANUFACTURED

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SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS

1.1 INTRODUÇÃO............................................................................................1

1.2 OBJETIVO...................................................................................................1

1.3 METODOLOGIA.........................................................................................1

1.4 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO...........................................................1

CAPÍTULO 2 - HISTÓRIA DO PRÉ-MOLDADO

2.1 UM BREVE HISTÓRICO DO PRÉ-MOLDADO..........................................3

2.2 PRIMEIRAS OBRAS NO BRASIL...............................................................4

2.3 DIFERENÇA ENTRE PRÉ-MOLDADO E PRÉ-FABRICADO....................5

2.4 SISTEMAS ESTRUTURAIS BÁSICOS DE CONCRETO PRÉ-

MOLDADO...........................................................................................................5

2.5 TIPOS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO.................................................12

CAPÍTULO 3 - ELEMENTOS DO SISTEMA CONSTRUTIVO EM

CONCRETO PRÉ-MOLDADO

3.1 FUNDAÇÃO..............................................................................................13

3.2 PILAR.........................................................................................................16

3.2.1 ENGASTE PILAR BLOCO DE FUNDAÇÃO....................................18

3.2.2 CONSOLE.........................................................................................19

3.2.3 PILAR COM SISTEMA DE ÁGUAS PLUVIAIS...............................21

3.2.4 EMENDA PILAR X PILAR...............................................................22

3.3 VIGA..........................................................................................................23

3.3.1 VIGA RETANGULAR......................................................................25

3.3.2 VIGA-SUPORTE PROTENDIDAS...................................................25

3.3.3 VIGA CALHA...................................................................................27

3.3.4 VIGA DE COBERTURA...................................................................27

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3.4 LAJE...........................................................................................................27

3.5 ESCADAS..................................................................................................30

3.5 PAINÉIS TILT-UP......................................................................................30

3.6 TIPOS DE LIGAÇÕES...............................................................................33

3.7 FUROS NOS ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS.........................................33

3.7.1 LIGAÇÃO ISOSTÁTICA..................................................................33

3.7.2 LIGAÇÃO ROTULADA....................................................................34

3.7.3 LIGAÇÃO SEMI-RÍGIDA.................................................................34

3.7.4 LIGAÇÃO ENGASTADA.................................................................34

3.7.5 LIGAÇÃO VIGA X PILAR...............................................................34

3.8 FUROS NOS ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS.........................................35

3.9 MONTAGEM DE UMA ESTRUTURA EM PRÉ-MOLDADO....................37

3.9.1 RECEBENDO OS ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS NA OBRA.....37

3.9.2 MONTAGEM DAS PEÇAS...............................................................38

3.10 VANTAGENS E DESVANTAGENS EM CONSTRUÇÕES COM A

UTILIZAÇÃO DE PRÉ-MOLDADO.....................................................................40

3.10.1 VANTAGENS DO USO DE PRÉ-MOLDADO.................................40

3.10.2 DESVANTAGEM DO USO DE PRÉ-MOLDADO...........................42

CAPÍTULO 4 - ESTUDO DE CASO

3.7 MONTAGEM DOS PILARES....................................................................45

4.2 MONTAGEM DAS VIGAS E LAJES ALVEOLARES...............................46

4.3 CAPEAMENTO E CONCRETAGEM DAS LAJES....................................48

4.4 PROBLEMAS ENFRENTADOS NA OBRA..............................................49

CAPÍTULO 5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

5.1 VIGA RETANGULAR...............................................................................51

5.2 VIGA-SUPORTE PROTENDIDAS............................................................52

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................53

REFERÊNCIAS ELETRÔNICAS.................................................................55

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Exemplo de padrões de seções transversais - Fonte: ACKER, 2002 ................ 6 Figura 2: Estrutura para galpão industrial - Fonte: ACKER, 2002 ................................. .6 Figura 3: Estrutura em esqueleto Fonte: ACKER, 2002 .................................................. 7 Figura 4: Estrutura em painéis estruturais Fonte: ACKER, 2002 ................................... 8 Figura 5: Edifício de escritório Fonte: ACKER, 2002 ..................................................... 9 Figura 6: Fachada arquitetônica Fonte: ACKER, 2002.............................................. 10 Figura 7: Esquema de estrutura celular Fonte: ACKER, 2002........................................11 Figura 8: Detalhe do cálice com pilar Fonte: ACKER, 2002 ................................. ........13 Figura 9: Ligação pilar x fundação por meio de chapa de base Fonte: ACKER, 2002 .. 14 Figura 10: Ligação pilar x fundação Fonte: ACKER, 2002 .......................................... .15 Figura 11: Ligação pilar x fundação emenda da armadura e concretagem posterior Fonte: ACKER, 2002 ..................................................................................................... 16 Figura 12: Pilares pré-moldados Fonte: O autor ............................................................ 17 Figura 13: Formato de pilares Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986 ................................ 18 Figura 14: Exemplo de ranhuras na base do pilar Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986 . 19 Figura 15: Detalhe do pilar com dois consoles trapezoidais Fonte: O autor .................. 20 Figura 16: Detalhe do pilar com console pra gerber Fonte: PREMONTA .................... 20 Figura 17: Console para laje alveolar Fonte: PREMONTA ........................................... 21 Figura 18: Pilar com sistema de águas pluviais Fonte: TATU ....................................... 22 Figura 19: Ligação pilar x pilar Fonte: ACKER, 2002 .................................................. 23 Figura 20: Formato de vigas Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986 .................................. 24 Figura 21: Tipos de vigas protendidas Fonte: ACKER, 2002 ........................................ 25

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Figura 22: Viga suporte Fonte: O autor .......................................................................... 26 Figura 23: Armadura de continuidade viga x pilar Fonte: Kataoka, 2007 .................. ...26 Figura 24: Formato de lajes Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986 ................................... 27 Figura 25: Tipo de vigotas Fonte: ACKER, 2002 ........................................................ 29 Figura 26: Detalhe da escada pré-moldada Fonte: Site Cassol ...................................... 30 Figura 27: Pista para execução do Tilt-up Fonte: WTORRE, 2005 ............................... 31 Figura 28: Detalhe inserts metálicos para fixação da estrutura Fonte: WTORRE, 2005 ........................................................................................................................................ 32 Figura 29: Detalhe fixação dos cabos para içamento das placas Fonte: WTORRE, 2005 ........................................................................................................................................ 32 Figura 30: Detalhe do escoramento das placas de Tilt-up Fonte: WTORRE, 2005 ....... 33 Figura 31: Exemplos de consoles metálicos embutidos Fonte: ACKER, 2002.... ......... 35 Figura 32: Indicação de furos em peças pré-moldadas I e T Fonte: PREMO, 2010 ..... 35 Figura 33: Indicação de furos em peças pré-moldadas U, I e J Fonte: PREMO, 2010 .. 36 Figura 34: Indicação de furos em laje alveolar. Fonte: PREMO, 2010 ........................ 36 Figura 35: Detalhe carregamento de laje alveolar Fonte: O autor .................................. 37 Figura 36: Detalhe laje alveolar apoiada por madeiras Fonte: O autor ......................... 38 Figura 37: Içamento de viga retangular com gerber Fonte: O autor .............................. 39 Figura 38: Caminhão guindaste Fonte: GUINDASTES THEODORO, 2024 ............... 40 Figura 39: Detalhe da ligação chapa de base ente pilar e fundação Fonte: O autor ....... 45 Figura 40: Detalhe ligação viga x pilar com pino conector e neoprene Fonte: CATOIA, 2007 ................................................................................................................................ 46 Figura 41: Detalhe da montagem dos torniquetes Fonte: TATU ................................... 47 Figura 42: Execução da montagem dos torniquetes na obra Fonte: O autor .................. 47 Figura 43: Detalhe da consolidação dos painéis Fonte: TATU ...................................... 48

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Figura 44: Detalhe concretagem do capeamento Fonte: O autor ................................... 49

Figura 45: Vão de difícil acesso para concretagem in loco a direita: O autor ................ 50

Figura 46: Desabamento de laje alveolar Fonte: O autor .............................................. 50

LISTA DE QUADROS Quadro 1: Breve histórico do pré-moldado no Brasil – Fonte: O autor. ......................... 4

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CAPÍTULO 1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS

1.1 INTRODUÇÃO

A escolha do tema apresentado nesta monografia surgiu do conhecimento adquirido

durante o estágio do autor em obras que utilizavam pré-moldados.

Os elementos pré-moldados para pilares, vigas e lajes podem oferecer uma significativa

velocidade de execução da obra, com menor retrabalho e eliminando improvisos que

podem contribuir para atrasos e erros nas previsões orçamentárias.

1.2 OBJETIVO

O objetivo deste estudo de monografia é apresentar os diferentes sistemas construtivos

em concreto pré-moldado utilizados no mercado brasileiro mostrando desde as ligações

entre os elementos, os tipos de classificação das estruturas e equipamentos envolvidos

na sua montagem.

1.3 METODOLOGIA

Para alcançar os objetivos propostos, foram realizadas pesquisas bibliográficas sobre

estruturas de concreto pré-moldado em livros, dissertações de mestrado na área deste

trabalho, artigos sobre construção civil, sites manuais de empresas especializadas em

pré-moldados, pesquisas na internet sobre o assunto e pesquisa de campo em obras onde

se faz a utilização de pré-moldados.

1.4 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO

O trabalho é composto de cinco capítulos desenvolvidos de forma a promover um

entendimento sobre o desenvolvimento dos pré-moldados no Brasil e os tipos de

ligações presentes entre as peças e como será o funcionamento de um canteiro de obras

que utiliza pré-moldados na sua estrutura.

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O primeiro capítulo trata da introdução ao tema, apresentando a contextualização do

tema, o objetivo do trabalho, a metodologia utilizada no desenvolvimento da

monografia e sua estruturação.

O segundo capítulo tem como objetivo apresentar a história do pré-moldado no Brasil,

caracterizando as primeiras estruturas construídas e como o mercado esta recebendo

este método construtivo.

O terceiro capítulo trata dos elementos do sistema construtivo em concreto pré-moldado

usuais no Brasil, os tipos de ligações entre as peças, as particularidades de alguns

elementos, os tipos de ligações entre os elementos, como são transportados e as

máquinas usadas para a montagem da estrutura assim como alguns exemplos de

construções com a utilização de pré-moldados e suas vantagens e desvantagens.

O quarto capítulo mostra o estudo de campo de uma construção que utilizou elementos

pré-moldados na sua estrutura.

O quinto e último capitulo apresenta as considerações finais do trabalho abordando os

benefícios de uma construção em concreto pré-moldado, com críticas e sugestões.

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CAPÍTULO 2 - HISTÓRIA DO PRÉ-MOLDADO

2.1 UM BREVE HISTÓRICO DO PRÉ -MOLDADO

Segundo VASCONSELLOS (2002), não se pode precisar a data em que começou a pré-

moldagem. O próprio nascimento do concreto armado ocorreu com a pré-moldagem de

elementos, fora do local de seu uso. Sendo assim pode-se afirmar que a pré-moldagem

começou com a invenção do concreto armado.

Com o fim da Segunda Guerra Mundial a necessidade de reconstruir diversos tipos de

edificações e a falta de materiais impulsionou a Europa para a construção utilizando

pré-fabricado devido à necessidade de rápida reconstrução de hospitais, escolas,

edifícios, pontes e outros. A sua velocidade de construção e a racionalização das etapas

de construção foram determinantes.

SALLAS (1988) divide a utilização de concreto pré-fabricado em três períodos:

1º Período de 1950 a 1970 – Com a devastação pós Segunda Guerra Mundial a

necessidade de reconstrução urgente de edificações industriais, habitacionais, de

moradia e hospitais teve início a construção de pré-fabricados de ciclo fechado onde

procurou seguir conceitos adotados em setores da indústria buscando a repetição e

produção em série dos elementos pré-fabricados. As construções eram uniformes e

possuíam rigidez na sua arquitetura sem flexibidade.

2º Período de 1970 a 1980 – Esse período foi marcado por diversos acidentes em

construções que utilizavam grandes painéis pré-fabricados, os acidentes provocaram

uma rejeição social a esse método de ciclo fechado. Ocorreu uma grande revisão nos

conceitos de utilização dos métodos construtivos de grandes elementos pré-fabricados

tendo inicio a queda do sistema construtivo de ciclo fechado.

3º Período pós 1980 – Ocorreu a consolidação da construção de pré-fabricados de ciclo

aberto. Esse novo sistema tem como finalidade a criação de técnicas, tecnologias e

processos de fabricação flexíveis. Varias empresas participam de um projeto de

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padronização dos elementos pré-fabricados garantindo que elementos de fabricantes

distintos sejam compatíveis.

Segundo ELLIOT (2002) atualmente vivemos em um sistema flexibilizado onde não

mais os elementos são padronizados, mas os projetos possuem flexibilidade para

adequar as necessidades arquitetônicas de projeto.

2.2 PRIMEIRAS OBRAS NO BRASIL

Para VASCONCELOS (2002), “a primeira notícia que se tem de uma obra grande com

utilização de elementos pré-moldados no Brasil, refere-se à execução do hipódromo da

Gávea, no Rio de Janeiro. Christiani-Nielsen, firma construtora dinamarquesa com

sucursal no Brasil, executou em 1926 a obra completa do hipódromo, com diversas

aplicações de elementos pré-moldados. Dentre eles, podem-se citar as estacas nas

fundações e as cercas no perímetro da área reservada ao hipódromo”.

Quadro 1: Breve histórico do pré-moldado no Brasil

1926 - Pré-moldagem em canteiro de estacas para a Fundação do Jockey Club Rio de

Janeiro

1961 - Utilizações de pré-fabricados em obras públicas Construtora Marna (Paraná)

1966 - Criação do BNH - uso de mão de obra para geração de emprego

1970 a 1980 - Houve pouco desenvolvimento

1980 a 1990 - Foram feitas obras públicas e fundações

1990 - Retomada do uso do pré-fabricado

Uma pesquisa realizada por ALBUQUERQUE, A. T.; EL DEBS, M. K. (2005) onde foi

realizado um levantamento dos sistemas estruturais pré-moldados utilizados no Brasil

com participação de fabricantes e projetistas de estruturas e com utilização dos dados do

banco do banco de obras da Associação Brasileira da Construção Industrializada de

Concreto (ABCIC) chegou à conclusão que 70%, em média, das obras pré-moldadas

Fonte: O autor

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não são originalmente concebidas para a utilização do sistema, mas sim, adaptadas de

uma estrutura concebida para ser executada em concreto moldado in loco.

2.3 DIFERENÇA ENTRE PRÉ-MOLDADO E PRÉ -FABRICADO

A norma brasileira NBR 9062 define a diferença entre pré-moldado e pré-fabricado.

Pré-fabricado são os elementos produzidos em usina ou instalações analogamente

adequadas os recursos para produção e que disponham de pessoal, organização de

laboratório e demais instalações permanentes para o controle de qualidade, devidamente

inspecionada pela fiscalização do proprietário.

Pré-moldado são os elementos produzidos em condições menos rigorosas de controle de

qualidade e classificados como pré-moldados devem ser inspecionados individualmente

ou por lotes, através de inspetores do próprio construtor, da fiscalização do proprietário

ou de organizações especializadas, dispensando-se a existência de laboratório e demais

instalações congêneres próprias.

2.4 SISTEMAS ESTRUTURAIS BÁSICOS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO

Ao longo do tempo fabricantes vem padronizando sistemas produtivos e adotando

seções padrões para vigas, pilares e lajes. Os que ficam sem uma padronização são os

tamanhos das seções e os vãos livres. Hoje no mercado nacional existem sistemas

produtivos para painéis, galpões, escadas, banheiros prontos e diversos outros. Os tipos

mais comuns de sistemas básicos de concreto pré-moldado são citados por ACKER

(2002) no Manual de Sistemas Pré-moldados de Concreto.

A Figura 1 apresenta algumas das diferentes formas que os elementos pré-moldados

podem ser apresentados no mercado.

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a) Estruturas aporticadas – são estruturas para construções industriais e de armazéns

constituídas de pilares e vigas de fechamento. É caracterizado por apresentar grandes

vãos e espaços internos livres de paredes.

(1) São representadas vigas I com perfil reto para coberturas, esse elemento é muito

utilizado em construções que necessitam de grandes vão livres sem interferência de

pilares.

(2) Representação de painéis de fechamento lateral em concreto armado que podem ter

ou não função estrutural.

(3) A cobertura pode ser em estrutura metálica que é mais leve.

Figura 2: Estrutura para galpão industrial

Fonte: ACKER, 2002

Figura 1: Exemplo de padrões de seções transversais

Fonte: ACKER, 2002

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b) Estrutura em esqueleto – são estruturas medianas para construções de escolas,

hospitais, estacionamentos, centros esportivos e comercias. Tem como característica sua

estrutura de esqueleto formada por pilares, vigas e lajes e com um número reduzido de

paredes para contraventamento de estruturas altas.

(1) Uma característica dos pilares pré-moldados é a capacidade de uma única peça

alcançar vários níveis de pavimentos.

(2) Lajes pré-moldadas agregam velocidade de execução dos pisos dos pavimentos, pois

como não necessita de escoramentos podem ser montados vários andares no mesmo dia.

Figura 3: Estrutura em esqueleto

Fonte: ACKER, 2002

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c) Estruturas em painéis estruturais – São utilizados para construções de casas,

apartamentos e escolas, constituídos de componentes de painéis de fechamento e de

piso, pilares e vigas. Os painéis são utilizados para fechamento interno e externo e caixa

de elevadores. Seu projeto contempla espaços livres onde existe a possibilidade de

mudanças internas de ambientes e utilização de divisórias leves para compor espaços. A

mudança de ambientes internos fica livre e facilitada uma reformulação na arquitetura

interna.

(1) Uma das características dos painéis pré-moldados de fechamento é a possibilidade

de serem preparados com recorte para o encaixe da esquadria das janelas, vãos de porta

e tubulações internas de hidráulica e elétrica.

(2) Existe a possibilidade de pequenas varandas com a utilização de lajes alveolares

com sua parte interna sendo reforçada.

Figura 4: Estrutura em painéis estruturais

Fonte: ACKER, 2002

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d) Estrutura para pisos – é muito utilizado para escritórios modernos. A estrutura é

constituída de vários tipos de elementos de lajes montadas para formar uma estrutura de

piso capaz de distribuir as cargas concentradas e transferir as forças horizontais para os

sistemas de contraventamento. Podem ser utilizados em combinação com vários tipos

de construção inclusive com estruturas metálicas ou de concreto moldado in loco. A

característica da construção é a ausência de pilares internos e o uso de painéis alveolares

que vencem vãos até 18 m.

(1) Uso das lajes pré-moldadas alveolares que garantindo grandes vãos livres sem a

necessidade de uso de pilares.

(2) Os painéis de fechamento em concreto armado podem substituir pilares e vigas em

uma construção, pois quando travados uns aos outros adquirem resistência.

Figura 5: Edifício de escritório

Fonte: ACKER, 2002

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e) Estruturas para fachadas – são constituídos de painéis maciços ou painéis sanduíche

com ou sem função estrutural, possibilitam muitos tipos de formas e formatos, são

muito utilizados para fachadas arquitetônicas onde apresentam grade grau de

detalhamento e beleza. Sua estrutura interna é formada por pilares, vigas e lajes no

formato duplo T ou alveolares, não necessita de escoramento e tem capacidade de

vencer grandes vãos.

(1) Painéis de fachada sem função estrutural possibilitam que sejam feitos detalhes

arquitetônicos criando belas fachadas de diferentes desenhos.

Figura 6: Fachada arquitetônica

Fonte: ACKER, 2002

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f) Estruturas celulares – são constituídos de células de concreto pré-moldado muito

utilizado para blocos de banheiro, escritórios e cozinhas. Este sistema apresenta a

vantagem dos blocos já estarem pronto para uso desde a chegada à obra, sua

desvantagem fica em relação à limitação ao transporte das peças.

(1) As células de concreto são produzidas com o acabamento interno das paredes, piso e

teto, as tubulações hidráulicas, elétricas e outras todas prontas, quando posicionadas é

necessário fazer as conexões entre os diferentes tipos de ligações.

É possível construir com esse sistema prédios de pequeno porte com uma velocidade

bem maior em comparação a construção tradicional não necessitando utilizar formas,

escoramentos ou execução de alvenarias.

Figura 7: Esquema de estrutura célula

Fonte: ACKER, 2002

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2.5 TIPOS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO

EL DEBS (2000), classifica o concreto pré-moldado em 8 tipos, sendo eles:

a) Com relação a fabricação

Pré-moldado de fábrica: Executado em instalações permanentes distantes da obra. Deve

ser considerado o transporte do elemento da fábrica ao local de montagem.

Pré-moldado de canteiro: Executado em instalações temporárias nas proximidades da

obra. Existe a tendência de possuir baixa capacidade de produção. Não possui tantos

problemas com transporte e impostos referentes à produção industrial. Entretanto está

sujeito a ter menor qualidade.

b) Com relação a seção

Pré-moldado de seção completa: Toda a seção resistente é formada fora do local de

execução. É o caso de vigas e pilares pré-fabricados.

Pré-moldado de seção parcial: Apenas parte de sua seção resistente é moldada fora do

local. O restante da seção resistente é moldado no local. É o caso das lajes alveolares

com a capa de concreto moldada no local.

c) Com relação a carga

Pré-moldado pesado: Exige equipamentos especiais para montagem e transporte.

Pré-moldado leve: Não exige equipamentos especiais para montagem e transporte,

podendo esta tarefa ser manual como no caso das lajes treliçadas.

d) Com relação ao tipo

Pré-moldado normal: Não há preocupação com a aparência do elemento.

Pré-moldado arquitetônico: Elemento com acabamento, cor, forma ou textura definidos

por uma arquitetura. Esses elementos podem ou não ter função estrutural.

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CAPÍTULO 3 - ELEMENTOS DO SISTEMA

CONSTRUTIVO EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO

3.1 FUNDAÇÃO

As fundações para estruturas que recebem elementos pré-moldados são diferentes do

modelo construtivo tradicional. No modelo tradicional em que a estrutura é moldada in

loco com os pilares engastados no bloco de fundação compondo uma estrutura rígida e

travada, com o uso de pré-moldado isto não ocorre. As fundações são executadas de

acordo com o projeto e recebem os pilares posteriormente. Segundo JAGUARIBE

(2005) basicamente os tipos de ligações entre pilar e fundação são divididos em quatro.

a) Cálice - representa o tipo de ligação pilar-fundação mais utilizada no Brasil em

estruturas de concreto pré-moldado. É um tipo de ligação que facilita a montagem do

pilar possibilitando seu encaixe na cavidade da fundação, o seu posicionamento

centralizado é garantido através de dispositivos de fixação e o prumo através do uso de

cunhas de madeira e sua fixação final com o preenchimento da cavidade com concreto

ou graute dependendo da especificação no projeto de montagem dos pilares.

Figura 8: Detalhe do cálice com pilar

Fonte: Adaptado de ACKER, 2002

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(1) Pilar posicionado dentro do cálice com os travamentos provisórios de cunhas de

madeira de forma que permaneça na posição horizontal até sua consolidação.

(2) Mostra o conjunto pilar x cálice fundido através do preenchimento dos vazios da

cavidade do cálice com graute.

b) Chapa de base - essa ligação se faz por meio de chapa unida a armadura principal do

pilar através de chumbadores, seu nivelamento e prumo são regulados por meio de

porca e contra porca.

Após a montagem do pilar com a fundação o espaço vazio entre eles é preenchido com

graute ou argamassa conforme descrição no projeto.

(1) Detalhe do nivelamento e prumo do pilar feito através da regulagem das porcas da

parte abaixo da chapa.

(2) Ligação pilar x fundação já executada e com os vazios ocupados com graute.

c) Emenda de armadura com bainha e graute - esse tipo de ligação consiste na projeção

para fora da barra da armadura do pilar ou da fundação, fazendo o que chamamos de

espera. Na fase de montagem essa armadura projetada é introduzida em bainha

previamente colocada no elemento adjacente e o espaço entre a bainha e a barra e o pilar

e a fundação é preenchido com graute.

Figura 9: Ligação pilar x fundação por meio de chapa de base

Fonte: Adaptado de ACKER, 2002

Page 26: Monografia - Henry Senden finalizada

15

Esse tipo de ligação não é de fácil execução é necessário uso de escoramento provisório

do pilar e pode ocorrer da barra projetada ser danificada no processo de montagem dos

elementos. Pode ocorrer uma variação com armadura em laço como mostra a figura

abaixo.

Com a bainha posicionada no pilar (1 a) o grauteamento da ligação é feito com um

buraco na lateral do pilar que se conecta com a bainha podendo ser um ponto prejudicial

na consolidação da ligação. Diferente do (1 b) onde a bainha esta no bloco de ligação.

(2) É importante um ter cuidado com a armadura saliente do pilar na hora do transporte

e içamento para não danificar e comprometer a ligação.

d) Emenda de armadura saliente e concretagem posterior - esse tipo de ligação consiste

na projeção para fora da barra da armadura do pilar e da fundação, tanto o pilar quanto a

fundação ficaram com esperas. Na fase de montagem essas esperas são emendadas

através de acopladores ou solda. A sua concretagem da ligação é necessário uso de

forma de madeira.

Esse tipo de ligação também não é de fácil execução, pois além do problema de

escoramento provisório para o pilar também apresenta dependendo da situação

dificuldade na realização da solda.

Figura 10: Ligação pilar x fundação

Fonte: Adaptado de ACKER, 2002

Page 27: Monografia - Henry Senden finalizada

16

3.2 PILAR

Os pilares pré-moldados possuem seções de diferentes dimensões e formas de acordo

com a necessidade do projeto. As formas mais comuns são quadradas ou retangulares,

sua superfície de concreto é lisa e as bordas são chanfradas podendo ser maciços ou

possuir um furo central para escoamento de água proveniente de uma estrutura do

telhado.

São elementos que apresentam maior dificuldade para serem padronizados devido a sua

alta complexidade, pois tem tamanhos variados de acordo com a arquitetura do projeto e

recebem os consoles que dão apoio as vigas. Sua dimensão mínima é de 30 cm, para

facilitar a fabricação obedecem a variações múltiplas de 10 cm e o seu comprimento

máximo é definido pela limitação do transporte que é 24 m. Para elementos maiores em

comparação aos custos de transporte é mais econômico a confecção no canteiro de

obras.

Na sua produção, são posicionados furos de acordo com o calculo estrutural que

servirão de guia para facilitar o içamento dos elementos para transporte e montagem da

estrutura. No nível das lajes os pilares recebem consoles que darão apoio às vigas.

Figura 11: Ligação pilar x fundação emenda da armadura e concretagem posterior

Fonte: ACKER, 2002

Page 28: Monografia - Henry Senden finalizada

17

O detalhe 1 da Figura 12 mostra o pilar com dois tipos de console, um console

trapezoidal em concreto para dar suporte as vigas da estrutura e outro em chapa metálica

em formato de cantoneira que será utilizado para apoio da laje alveolar.

O detalhe 2 da Figura 12 chama atenção para o console que serve de apoio para viga. É

um console posicionado em diagonal em relação ao eixo do pilar, isso ocorre devido à

arquitetura da obra. Este detalhe não impede o uso de peças pré-moldadas.

Figura 12: Pilares pré-moldados

Fonte: O autor

Page 29: Monografia - Henry Senden finalizada

18

A Figura 13 mostra algumas seções de pilar vazadas no seu interior, esses vazados são

usualmente utilizados para passagem de águas pluviais captadas pelo telhado, mas

podem ser utilizadas para outros fins como passagem de instalações elétricas ou dados.

3.2.1 ENGASTE PILAR BLOCO DE FUNDAÇÃO

Além dos tipos de ligações entre pilar e fundação mostradas no item 3.1, existe uma

particularidade no pilar quando é utilizada a ligação por cálice.

A base do pilar possui algumas ranhuras que facilitam a ligação do pilar no bloco de

fundação. Essas ranhuras contribuem para uma melhor consolidação com a utilização de

graute para preencher a cavidade entre o cálice e a base do pilar.

Figura 13: Formato de pilares

Fonte: Adaptado de TEIXEIRA, 1986

Page 30: Monografia - Henry Senden finalizada

19

3.2.2 CONSOLE

São complementos dos pilares que possuem complexidade alta de detalhamento pois

recebem as vigas sendo a região que apresenta maior probabilidade de apresentar

problemas. São apresntados assim:

a) Console trapezoidal - é utilizado para apoio das vigas, são normalmente executados

na largura do pilar possuindo a base de contato com a viga de 30 cm, 20 cm de altura

constante e um trecho inferior com uma inclinação a 45° terminando faciando a lateral

do pilar.

Figura 14: Exemplo de ranhuras na base do pilar

Fonte: Adaptado de TEIXEIRA, 1986

Figura 15: Detalhe do pilar com dois consoles trapezoidais

Fonte: CASSOL, 2013

Page 31: Monografia - Henry Senden finalizada

20

A Figura 15 mostra a ligação viga x pilar com consoles trapezoidais onde entre a viga o

console existe uma almofada de neoprene e barra de ligação ente os elementos para

evitar o tombamento da viga.

b) Console retangular para vigas retangulares ou do tipo I com uso de dente de Gerber.

O uso deste tipo de console se faz quando normalmente no projeto arquitetônico se quer

esconder o apoio em um pano de alvenaria, seja por motivo arquitetônico ou estrutural.

c) Console para apoio de laje alveolar

Os consoles para lajes alveolar dependendo do projeto podem ser retangulares, em

formato trapezoidal ou metálico. Geralmente são utilizações quando ocorre a

necessidade um complemento de apoio para a laje alveolar onde na sua paginação existe

um pilar e para que a laje mantenha sua estrutura necessita desse apoio.

Figura 16: Detalhe do pilar com console pra gerber

Fonte: PREMONTA

Page 32: Monografia - Henry Senden finalizada

21

O detalhe 1 da Figura 17 mostra o apoio para a laje alveolar nas laterais do pilar devido

o pano de laje avançar até a face externa do pilar.

d) Consoles complementares.

Esse tipo de console é utilizado quando se quer aumentar uma seção de apoio de uma

viga ou caso ocorra à necessidade de apoio em uma região especifica de acordo com o

projeto estrutural.

3.2.3 PILAR COM SISTEMA DE ÁGUAS PLUVIAIS

São pilares vasados verticalmente para escoamento das águas pluviais coletadas pelas

vigas do telhado. As dimensões das tubulações internas podem ser de ɸ 100 mm, ɸ 150

mm, ɸ 200 mm e ɸ 300 mm. Este tipo de pilar facilita o escoamento das águas oriundas

do telhado evitando a necessidade de criar uma rede externa para este fim.

Figura 17: Console para laje alveolar

Fonte: PREMONTA

Page 33: Monografia - Henry Senden finalizada

22

3.2.4 EMENDA PILAR X PILAR

Esse tipo de ligação pode ocorrer por diferentes situações, dificuldade de transporte de

peças grandes, dificuldade de espaço para carga e descarga no canteiro, dificuldade de

colocar prumo ou de posicionamento ou pelo projeto adotar um tamanho determinado

de pilar.

Figura 18: Pilar com sistema de águas pluviais

Fonte: TATU

Page 34: Monografia - Henry Senden finalizada

23

Basicamente as ligações seguem o mesmo principio das ligações apresentadas no item

fundação com o uso de emendas das barras e chapa soldada. Ainda existe uma ligação

feita através de tubo de aço chumbado no meio dos pilares onde facilita a montagem

como visto na figura 19 e.

3.3 VIGA

São elementos que tem um estudo mais detalhado dentro do calculo estrutural,

usualmente tem uma tendência de repetição para facilitar a fabricação. Podem ser de

concreto armado ou protendido, sua principal função estrutural é dar suporte a laje de

piso, elementos de cobertura, painéis de fechamento e etc. Suas formas variam em

formatos “I”, “T” e retangulares.

Figura 19: Ligação pilar x pilar

Fonte: ACKER, 2002

Page 35: Monografia - Henry Senden finalizada

24

Com referencia na Figura 20, vigas U podem der usada como vigas calha em telhados

de galpões, as vigas J podem ser utilizadas como elemento de base para alvenarias do

primeiro pavimento e seu elemento vazado usado como jardineira.

Figura 20: Formato de vigas

Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986

Page 36: Monografia - Henry Senden finalizada

25

3.3.1 VIGA RETANGULAR

As vigas retangulares são as que apresentam a maior variedade de seções, para melhor

aproveitamento da produção é sempre melhor procurar adotar seções padrões. Podem

ser tanto de concreto armado quanto de concreto protendido.

Para as vigas retangulares protendidas suas dimensões são limitadas pela máquina que

posiciona e faz a proteção dos cabos.

Para as vigas de concreto armado suas dimensões mais adaptadas e geralmente esse tipo

de viga apresenta dente de Gerber com metade da altura da viga e para o seu apoio da

base sobre o console do pilar utiliza-se neoprene.

3.3.2 VIGA -SUPORTE PROTENDIDAS

São normalmente fabricadas no formato I ou L, possuem console em toda a sua

extensão para acomodação das lajes e tem sua parte superior armada com estribos para

receber uma armadura de reforço para a consolidação da viga com o pilar.

Figura 21: Tipos de vigas protendidas

Fonte: ACKER, 2002

Page 37: Monografia - Henry Senden finalizada

26

O detalhe 1 da Figura 22 mostra alças que são utilizadas para o içamento e

posicionamento da viga na estrutura.

A Figura 23 (1) mostra a armadura de continuidade que transpassa pelos furos do pilar e

é amarrada nos estribos da viga reforçando a ligação viga x pilar, E (2) ferros de reforço

são posicionados paralelamente ao pilar e a viga aumentando a rigidez do conjunto.

Figura 22: Viga suporte

Fonte: O autor

Figura 23: Armadura de continuidade viga x pilar

Fonte: Kataoka (2007)

Page 38: Monografia - Henry Senden finalizada

27

3.3.3 VIGA CALHA

Além da sua função estrutural na estrutura essas vigas fazem parte do sistema que coleta

as águas provenientes das chuvas. Possuem formatos em L, J e U. São geralmente

protendidas para minimizar a flecha melhorando o escoamento das águas e evitando a

sua retenção.

3.3.4 VIGA DE COBERTURA

Vigas com altura variável são normalmente utilizadas em edificações industriais onde se

requer vãos maiores. A seção transversal em forma de I é geralmente empregada para

vigas protendidas

3.4 LAJE

As lajes em concreto pré-moldado são muito vantajosas, pois apresentam uma rapidez

na sua montagem, não necessitam de escoramentos, possuem alto desempenho

mecânico, conseguem vencer grandes vãos e as suas faces inferiores possuem

acabamento satisfatório para ficarem aparentes.

Figura 24: Formato de lajes

Fonte: Adaptado de Teixeira, 1986

Page 39: Monografia - Henry Senden finalizada

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Os principais tipos de lajes em concreto pré-moldado encontradas no mercado são:

a) Lajes alveolares em concreto protendido ou concreto armado

Segundo EL DEBS (2000) no Brasil é usualmente utilizado lajes pré-moldadas do tipo

alveolar, são elementos protendidos, tem como principal característica os alvéolos, furos

longitudinais distribuídos de maneira uniforme com a finalidade de reduzir o peso

próprio do elemento e economizar em concreto.

São muito utilizadas em construções com grandes vãos, como escritórios, hospitais,

escolas, shopping centers, prédios indústrias, etc. As lajes alveolares protendidas são

produzidas por meio de processos de extrusão ou por deslizamento de formas (formas

deslizantes).

Segundo ARNOLD VAN ACKER (FIP-2002) – Tradução: MARCELO FERREIRA

(ABCIC-2003), as pistas de protensão são construídas em concreto ou em aço, com

largura normal de 1200 mm e com comprimento de 80 a 150 m. Após o endurecimento,

os elementos são cortados nas dimensões especificadas por meio de uma serra circular

especial. A extremidade retangular é padronizada, mas pode-se ter extremidades das

lajes inclinadas ou recortadas junto aos apoios, necessárias no plano não retangular do

piso.

b) Lajes com painéis nervurados protendidos

Esse tipo de laje é apropriado para grandes vãos industriais, armazéns e centro de

distribuições tem uma grande capacidade de suportar cargas cortantes.

c) Lajes maciças

Normalmente são em concreto leve ou celular reduzindo o peso e melhorando as

propriedades térmicas. São utilizados para vãos menores com cargas moderadas como

apartamentos, hotéis e residências.

Page 40: Monografia - Henry Senden finalizada

29

d) Sistemas compostos por meio de placas (painéis) pré-moldadas

São painéis de pisos treliçados parcialmente pré-moldados possuem entre 0,6 a 2,4 m de

largura e entre 40 e 120 mm de espessura, são produzidos em concreto armado ou

concreto protendido e sua face inferior possui acabamento liso.

e) Sistemas compostos por lajes com vigotas

São compostos de vigotas pré-moldadas posicionadas paralelamente entre si, podem ser

de concreto armado ou protendido. É utilizado entre as vigotas blocos cerâmicos, de

concreto ou isopor. Esse sistema é empregado para residências.

(1) Vigota protendida é indicado para lajes que recebem maiores cargas.

(2) A vigota com armação treliçada e mesa concretada é a mais popular, muito usada

para lajes de residencias pela sua facilidade de ser encontrada no mercado.

(3) Vigota armada comum funciona bem com lajes pré-prontas pois podem ser apoiadas

em sua mesa facilitando a mintagem dos panos de laje.

Figura 25: Tipos de vigota

Fonte: ACKER, 2002

Page 41: Monografia - Henry Senden finalizada

30

3.5 ESCADAS

Os elementos pré-fabricados de escadas possuem acabamento de superfície liso, rugoso

e polido. São muito versáteis, pois após a sua instalação não necessitam de acabamentos

como ocorre nas escadas moldadas in loco. As escadas pré-moldadas mais comuns são

as retas, elas posem ser divididas em patamares. As escadas tipo monobloco são usadas

para compor caixas de escada ou andares individualmente.

Escadas pré-moldadas como na Figura 26 dependendo do pé direito do pavimento

podem ser de lance único ou com patamares intermediários. Sua arquitetura pode ser em

espiral ou em L.

Figura 26: Detalhe da escada pré-moldada

Fonte: Site Cassol

Page 42: Monografia - Henry Senden finalizada

31

3.6 PAINÉIS TILT-UP

Segundo RIVERA (2005), pode-se definir o sistema Tilt-up como um sistema

construtivo estrutural baseado na execução de paredes pré-moldadas em concreto

armado, montadas na própria obra utilizando uma laje.

Esse tipo de pré-moldado depende que o piso da obra já tenha sido executado, pois todo

o seu processo depende da superfície onde é executado. A montagem dos painéis segue

algumas etapas.

O piso onde será construído o painel Tilt-up deve ser livre de irregularidades e

completamente liso como na Figura 27, como ele serve de forma deve-se passar

desmoldante para evitar que o concreto do painel grude no piso.

Seguindo um projeto do painel, as formas e armações são posicionadas e montadas

sobre o piso, são inseridos frisos de arquitetura, aberturas para vãos de porta, janela e

passagens. Na concretagem são inseridos em posições determinadas no projeto insertes

Figura 27: Pista para execução do Tilt-up

Fonte: WTORRE, 2005

Page 43: Monografia - Henry Senden finalizada

32

metálicos que serviram de ponte de ligação através de solda entre a cobertura e o painel,

entre pilares e painéis e até entre suas placas.

A Figura 28 mostra um tipo de insert metálico que é utilizado junto a armação do painel

e serve de ligação através de solda entre painéis e a cobertura.

Figura 28: Detalhe inserts metálicos para fixação da estrutura

Fonte: WTORRE, 2005

Figura 29: Detalhe forma de painel com janela

Fonte: WTORRE, 2005

Page 44: Monografia - Henry Senden finalizada

33

A Figura 29 mostra a preparação de um painel com vão de janela e chapa que serve para

conexão das escoras na fase de montagem.

O após o período estipulado de cura do concreto os painéis são içados com a utilização

de guindastes e posicionados na fundação. Com todas as conecções feitas entre painéis e

as fundações a estrutura do telhado pode ser posicionada essa estrutura pode ser tanto de

lajes alveolares quanto de stell deck, e sua consolidação finalizada.

Na Figura 30 é mostrado o painel sendo escorado na sua fase de montagem, a cabeça da

escora é fixada no painel através de uma peça metálica que foi colocada na fase de

montagem da armadura do painel. Após a montagem e travamento dos painéis as

escoras poderão ser retiradas.

3.7 TIPOS DE LIGAÇÕES

3.7.1 L IGAÇÃO ISOSTÁTICA

Uma estrutura de concreto pré-moldado que funciona de forma isostática é aquela em

que não são transmitidos esforços horizontais entre as ligações. A estrutura funciona de

forma isolada. Sendo assim nas ligações entre pilares e vigas usam-se almofadas de

Figura 30: Detalhe do escoramento das placas de Tilt-up

Fonte: WTORRE, 2005

Page 45: Monografia - Henry Senden finalizada

34

neoprene de 1 cm de espessura entre o apoio das peças e barras de aço para evitar o

tombamento das vigas.

3.7.2 L IGAÇÃO ROTULADA

Esse tipo de ligação transmite esforços horizontais e cargas verticais. Para conter esses

esforços além da almofada de neoprene e da barra de aço é necessário o grauteamento

dos furos das vigas para melhor ancorando as barras aumentando a resistência da

ligação.

3.7.3 L IGAÇÃO SEMI -RÍGIDA

É uma derivação da ligação rotulada, nessa ligação são utilizados duas barras de aço de

forma a criar um binário de força para conter o momento imposto na ligação.

3.7.4 L IGAÇÃO ENGASTADA

Na ligação engastada os apoios de almofada de neoprene são substituídos por chapas

metálicas soldadas à armadura principal na parte inferior das vigas e na parte superior

dos consoles, elas devem ser soldadas garantido resistência aos esforções de tração.

3.7.5 L IGAÇÃO VIGA X PILAR

Esse tipo de ligação normalmente é feita com chumbadores, ligações com pino de

encaixe, com parafusos e com perfil metálico de encaixe.

Segundo o Autor ARNOLD VAN ACKER (FIP-2002) – Tradução MARCELO

FERREIRA (ABCIC-2003) Existe uma tendência para embutir insertos metálicos nas

ligações viga–pilar. A vantagem com esta solução é que a interseção entre pilar e viga é

limpa, sem a saliência de um consolo. Por esta razão, essa ligação é atraente no ponto de

vista estético, existindo várias soluções no mercado.

A dificuldade encontrada para ligações embutidas é o nivelamento e altura das peças,

qualquer irregularidade pode comprometer a qualidade da ligação.

Page 46: Monografia - Henry Senden finalizada

35

3.8 FUROS NOS ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS

Um bom projeto deve contemplar no seu desenvolvimento furos e passagens para

tubulações hidráulicas, de incêndio, de águas pluviais, de esgotos entre outros. Esses

furos e passagens podem perfeitamente ser executados durante a confecção dos

elementos pré-moldados bastando para isso um confronto nos projetos de estrutura e

instalações. Ocorrem situações em que furos e passagens passam despercebidos e

existem regiões distintas onde é possível executar furos e passagens sem comprometer a

armadura e a capacidade de carga dos elementos pré-moldados. O manual da Premo

recomenda regiões em que podem executar furos e passagens.

Figura 31: Exemplos de consoles metálicos embutidos

Fonte: ACKER, 2002

Figura 32: Indicação de furos em vigas pré-moldadas I e T

Fonte: Adaptado da PREMO, 2010

Page 47: Monografia - Henry Senden finalizada

36

As Figuras 32 e 33 mostram as regiões onde existe a possibilidade de furos executados

na obra que não comprometerão a capacidade de carga dos elementos pré-moldados. Os

furos deverão ser executados com furadeira elétrica rotativa com broca com ponta de

metal duro, não devendo ser aplicado golpes de rompedores ou com ponteiros nos

elementos pré-moldados. É permitido dois furos de diâmetro máximo de 100 mm, com

espaçamento mínimo dos furos de 1000 mm e com distancia mínima do apoio de 1500

mm.

Para lajes alveolares o furo deve ser feiro na direção do alvéolo e não deve ser maior

que o diâmetro interno do mesmo como mostra na Figura 34.

Figura 34: Indicação de furos em laje alveolar

Fonte: Adaptado da PREMO, 2010

Figura 33: Indicação de furos em vigas pré-moldadas U, I, J e calha

Fonte: Adaptado da PREMO, 2010

Page 48: Monografia - Henry Senden finalizada

37

3.9 MONTAGEM DE UMA ESTRUTURA EM PRÉ -MOLDADO

3.9.1 RECEBENDO OS ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS NA OBRA

Os elementos de concreto pré-moldado chegam à obra transportados por caminhões e

carretas. O canteiro de obra deve apresentar uma área destinada à manobra destes

caminhões e descarregamento das peças. Caso a obra não tenha este espaço, a chegada

dos carregamentos deve ocorrer em um horário onde não cause transtornos nas ruas

próximas. Os elementos pré-moldados deverão ser apoiados em terreno firme sobre

calços de madeira macia.

A disposição dos elementos pré-moldados dentro do caminhão não deve ultrapassar a

sua tara e a forma como são apoiados deve ser observada para evitar trincas ou fissuras

durante o transporte que poderão comprometer a qualidade da peça. Furos para

Figura 35: Detalhe carregamento de laje alveolar

Fonte: O autor

Page 49: Monografia - Henry Senden finalizada

38

colocação de pinos, chapas e alças de içamento devem estar totalmente livres de

obstrução para o correto içamento dos elementos.

É indicado para uma situação de canteiro de obras onde existe a necessidade de estocar

lajes alveolar que isso seja feito com empilhamento sugerido de seis peças todas

apoiadas em calços de madeira maciça.

3.9.2 M ONTAGEM DAS PEÇAS

Segundo EL DEBS (2000), para movimentação dos elementos pré-moldados, são

necessários equipamentos e dispositivos auxiliares, exceto nos casos de elementos

muito pequenos, em que essa operação é realizada de forma manual. Os dispositivos

auxiliares para manuseio dos elementos são necessários para o içamento.

Figura 36: Detalhe laje alveolar apoiada por madeiras

Fonte: O autor

Page 50: Monografia - Henry Senden finalizada

39

Na figura 37 acima, mostra o içamento de uma viga retangular e seu posicionamento

sobre consoles trapezoidais. É importante o correto posicionamento do equipamento que

fará o içamento das peças, a posição onde o equipamento vai ficar define o tipo de

equipamento escolhido.

Existem vários fatores que influenciam na escolha correta do equipamento que será

utilizado para realizar a montagem dos elementos pré-moldados. Desde as condições do

terreno, etapas de montagem de trechos até o período de tempo em que se propõe durar

a fase de montagem da estrutura. EL DEBS (2000) lista uma relação de fatores que são

importantes na hora da escolha dos equipamentos:

a) Pesos, dimensões e raios de levantamento das peças mais pesadas e maiores.

b) Número de levantamentos a serem feitos e frequência das operações.

c) Mobilidade requerida, condições de campo e espaço disponível.

d) Necessidade de transporte os elementos levantados.

e) Necessidades de manter os elementos no ar por longos períodos.

f) Condições topográficas de acesso.

Figura 37: Içamento de viga retangular

Fonte: O autor

Page 51: Monografia - Henry Senden finalizada

40

g) Disponibilidade e custo do equipamento.

Na figura 38 acima é mostrado um exemplo de caminhão guindaste usado para

içamento de elementos pré-moldados em obras, sua capacidade de içamento é de 100

toneladas e o comprimento máximo da lança chega a 70,4 metros.

3.10 VANTAGENS E DESVANTAGENS EM CONSTRUÇÕES COM A UTILIZ AÇÃO

DE PRÉ-MOLDADO

3.10.1 VANTAGENS DO USO DE PRÉ-MOLDADO

A utilização de pré-moldados na obra facilita bastante na organização das etapas da

construção gera uma grande velocidade de execução, diminuição na quantidade de

pessoal e material estocado e nas perdas geradas pelo desperdício de material no

canteiro de obras.

Serão abordadas as vantagens do uso de pré-moldados sobre dois pontos de vistas o

ponto de vista técnico e o ponto de vista financeiro.

Figura 38: Caminhão guindaste

Fonte: GUINDASTE THEODORO, 2014

Page 52: Monografia - Henry Senden finalizada

41

a) Pelo ponto de vista técnico

1 - Execução de obra por etapas pré-definidas – é possível dividir a obra por setores é

fazer a montagem de cada setor de forma independente.

2 - Melhor qualidade do concreto – o concreto utilizado para produção dos elementos

passa por processo rigoroso de controle de qualidade.

3 - Melhor dimensionamento da armadura – armadura tem que atender aos estorços de

içamento e montagem dos elementos.

4 - Maior precisão dimensional – como os elementos são produzidos com uso de formas

metálicas e em local adequado (fábricas) com um controle de qualidade rigoroso a

qualidade dimensional da peça aumenta.

5 - Montagem rápida e silenciosa – a montagem é feita por guindastes e como são

encaixes não tem barulhos.

6 - Maior controle da obra – maior controle sobre as etapas de construção e prazo de

execução da obra.

7 - Redução de entulhos – não gera entulhos, pois as peças já vem prontas e não há

necessidade de formas ou escoras.

8 – Redução de estoque de material na obra – não necessita de área de estoque para

areia, pedra, brita ou madeira.

b) Pelo ponto de vista financeiro

1 - Redução do risco de roubo de material no canteiro de obras – o almoxarifado da obra

fica reduzido minimizando o risco de roubo de material.

2 - Redução de custos e prazos da obra – com um melhor planejamento das etapas da

obra é possível tem um maior controle do que vai ser gasto em cada fase evitando

desperdícios.

3 - Economia de mão-de-obra - menos funcionários na obra como armadores e

carpinteiros reduzindo a folha de pagamento.

4 - Eliminação de desperdícios de materiais – com os elementos prontos para uso a

existe menos erros de execução evitando retrabalho.

5 - Eliminação de custo de formas e cimbramento – a maioria dos elementos não

necessita de formas ou escoras para a sua montagem.

Page 53: Monografia - Henry Senden finalizada

42

6 - Redução dos riscos de acidentes – com menos funcionários no canteiro a chance de

ocorrer acidentes diminui.

3.10.2 DESVANTAGENS DO USO DE PRÉ-MOLDADO

Por um outo lado à utilização de pré-moldados na obra gera uma necessidade de adaptar

o canteiro a realidade do uso de pré-moldados. Necessidade de espaços maiores para

acomodação das máquinas que fazem a locação das peças que chegam ao canteiro de

obra, mão de obra especializada para montagem da estrutura.

As desvantagens do uso de pré-moldados sobre dois pontos de vistas o ponto de vista

técnico e o ponto de vista financeiro.

a) Pelo ponto de vista técnico

1 - Problemas na resolução das juntas - juntas mal executadas geram fissuras e

deteriorização do elemento.

2 - Necessidade de superdimensionar certos elementos, considerando situações

desfavoráveis durante o transporte ou na montagem – Para garantir um elemento de

qualidade são levados em consideração no calculo das armaduras o além dos esforços

estruturais cargas de transporte e içamento aumentando a sua armadura.

3 - Detalhamento do projeto e planejamento antecipado do empreendimento – é

necessário um estudo mais detalhado da estrutura e um estudo logístico que justifique a

escolha do pré-moldado.

4 - Respeitar os gabaritos de transporte – as peças tem limitações de tamanho de acordo

com o tipo de transporte que será utilizado.

5 - Carga, descarga e movimentação das peças – é necessário espaço no canteiro ou uma

logística bem alinhada para receber as peças. A escolha dos equipamentos para

manuseio das peças é fundamental para uma boa montagem da estrutura.

6 - Mão de obra especializada – a montagem, tratamento das juntas e a supervisão da

execução da obra tem que ser por pessoal que tem conhecimento técnico da área par não

ocorrer erros.

Page 54: Monografia - Henry Senden finalizada

43

b) Pelo ponto de vista financeiro

1 - Em geral é mais caro que a estrutura tradicional – os custos ainda não se justificam

para pequenas obras.

2 - Necessita de um volume adequado para a pré-fabricação – para que a produção das

peças não fique cara tem que ter volume para gerar aproveitamento das formas que

moldam os elementos.

3 - O transporte dos produtos é mais caro que o das matérias-primas dos componentes

para uma obra em estrutura tradicional – dependendo de onde é a obra o deslocamento

das peças da fábrica para o canteiro se torna muito caro.

Page 55: Monografia - Henry Senden finalizada

44

CAPÍTULO 4 - ESTUDO DE CASO

Obra em Botafogo de uma concessionária de automóvel.

Prédio de 5 andares com subsolo garagem construído todo em estrutura pré-moldada.

A empresa contratada para a fabricação e execução da estrutura em concreto pré-

moldado foi a PREMO.

O tipo de estrutura espacial utilizado na construção é classificado como estrutura de

esqueleto, tem como característica básica a formada por pilares, vigas e lajes alveolares.

O tipo de concreto pré-moldado empregado na obra entra na classificação de pré-

moldado de fábrica onde os elementos são fabricados fora do canteiro de obras em um

local onde passam por controle rigoroso de qualidade.

A execução da montagem dos elementos pré-moldados foi definida através de plano de

ação onde a obra foi dividida em 4 trechos A, B, C e D e tanto a chegada das carretas

quanto a montagem dos elementos tinham uma ordem pré-definida. De acordo com o

cumprimento das etapas de montagem dos trechos a concretagem de capeamento e

consolidação da estrutura era executada.

Como a montagem dos trechos é feita de forma sequencial, enquanto um determinado

trecho estava sendo montado ao mesmo tempo outro serviço acontece em um trecho já

liberado isso resulta em velocidade de execução da edificação.

O terreno foi escavado com uma profundidade de 6 m em relação ao nível da rua. Em

todo o seu perímetro foi executado muro de contenção com 40 cm de largura. Foi

definido em projeto que na parte onde ocorreu a escavação do terreno seria utilizado

fundação com cálice para acomodação dos pilares, na parte de cima do muro de

contenção e do terreno onde não ocorreu escavação as fundações foram do tipo chapa de

base onde os pilares foram soldados na base da fundação.

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Basicamente os trechos eram executados da seguinte forma:

Fase 1 – execução das fundações em cálice e chapa de base que receberão os pilares

pré-moldados.

Fase 2 – montagem dos elementos pré-moldados de vigas e lajes alveolares.

Fase 3 – armação da laje e das ligações viga x pilar para capeamento da estrutura.

Fase 4 – fechamento da estrutura com alvenaria de blocos de concreto.

Fase 5 – execução de acabamentos da edificação.

4.1 MONTAGEM DOS PILARES

Nas fundações com cálice, com a ajuda do caminhão guindaste os pilares foram

levantados um a um e posicionados dentro do cálice da fundação onde os funcionários

da Premo executaram o seu nivelamento e travamento com auxilio de cunhas de

madeira e prumo. Após a fazer o posicionamento e travamento dos pilares os cálices

foram cheios de graute para consolidação dos pilares e a fundação.

Nas fundações em regiões onde não foi necessária a escavação os pilares foram ligados

à fundação por chapa de base.

Figura 39: Detalhe da ligação chapa de base ente pilar e fundação

Fonte: O autor

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4.2 MONTAGEM DAS VIGAS E LAJES ALVEOLARES

Com a finalização da montagem dos pilares em um trecho era liberado para a montagem

das vigas e lajes alveolares. A montagem dessas peças foi feita com a utilização do

caminhão guindaste, a vigas são ligadas aos pilares através dos consoles com a

utilização de almofadas neoprene e pinos conectores que evitam o tombamento das

peças.

A Figura 40 mostra em detalhe a ligação entre viga x pilar, uma almofada de neoprene é

posicionada entre as peças, a barra conectora liga o console à viga pela furação presente

nas peças isso evita que a viga quando carregada pelas lajes alveolares sofra

tombamento.

Figura 40: Detalhe ligação viga x pilar com pino conector e neoprene

Fonte: CATOIA, 2007

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As lajes alveolares não necessitam de escoramento e são apoiadas nas vigas, para

garantir o nivelamento dos painéis é feito a equalização através de torniquetes como

visto na Figura 41, isso é necessário, pois como as lajes são protendidas ocorrem

pequenas contra flechas e essas não são iguais para todas as placas.

A Figura 42 mostra um funcionário executando o nivelamento dos painéis alveolares

com auxilio de torniquetes.

Figura 41: Esquemático da montagem dos torniquetes

Fonte: TATU, 2014

Figura 42: Execução da montagem dos torniquetes na obra

Fonte: O autor

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Na sequencia de execução é necessário o fechamento das juntas entre painéis com

concreto fino ou graute consolidando os painéis.

A efetiva aderência do concreto de preenchimento das juntas é muito importante para o

bom funcionamento da laje como um todo e para que não fuja nata de concreto na face

inferior do painel como mostra a Figura 42.

4.3 CAPEAMENTO E CONCRETAGEM DAS LAJES

Com as lajes alveolares posicionadas é iniciada a etapa de capeamento da laje onde

entra as armações que reforçam a ligação viga x pilar a consolidação da laje. Essa etapa

é de bastante importância para o bom funcionamento da estrutura. As armações de

continuidade entre viga e pilar devem estar posicionadas de maneira correta para o bom

funcionamento da ligação.

É de sua importância que os alvéolos na hora da concretagem do capeamento estejam

devidamente protegidos com isopor para evitar que o concreto ente na cavidade dos

alvéolos e cause um sobrepeso na estrutura da laje.

Figura 43: Detalhe da consolidação dos painéis

Fonte: TATU, 2014

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A Figura 44 mostra uma concretagem de capeamento de um trecho da laje. Sarrafos de

madeira delimitando a área de concretagem criando uma linha de junta de concretagem.

Como se trata de uma área descoberta da edificação foi aplicado um caimento no

concreto no sentido de dentro para fora da estrutura.

Terminado o posicionamento das armações e a concretagem da laje a estrutura esta

liberada para o fechamento com alvenaria de blocos.

4.4 PROBLEMAS ENFRENTADOS NA OBRA

Mesmo que a obra tenha um projeto bem detalhado em pré-moldado ainda assim

ocorreu a necessidade de execução de pequenos panos de lajes pelo método tradicional

devido à falta de esquadro e a arquitetura da construção. Também no projeto não foram

contemplados passagens para instalações hidráulicas, elétricas, de dados e ar

condicionado. Essas passagens foram executadas posteriormente após a concretagem

final da edificação.

Figura 44: Detalhe da concretagem do capeamento

Fonte: O autor

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O detalhe da Figura 45 mostra um vão triangular de difícil acesso na laje onde teve que

ser executado forma, escoramento, armação e concretagem da forma convencional.

Ocorreu um desabamento de um pano de laje alveolar como mostra a figura 46,

comprometendo o pano de laje do andar abaixo. O desabamento foi causado por

pequenas fissuras nas extremidades do pano de laje que comprometeram sura resistência

levando a estrutura à queda. A provável causa foi no transporte ou no descarregamento

onde a laje provavelmente sofreu avarias em sua estrutura.

Figura 45: Vão de difícil acesso para concretagem in loco a direita

Fonte: O autor

Figura 46: Desabamento de laje alveolar

Fonte: O autor

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CAPÍTULO 5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

O sistema construtivo em concreto pré-moldado ao longo dos anos vem sendo

atualizado e cada vez mais tem atendido as expectativas da construção. Ainda existe

resistência no mercado quanto a sua utilização. As obras mais recorrentes no Brasil são

ainda grande parte industriais e esportivas. Deve ocorrer por parte dos arquitetos e

calculistas uma integração maior para difundir a utilização dos pré-moldados.

As construções que utilizam os sistemas de concreto pré-moldado se destacam pela

velocidade de execução, um produto final melhor acabado, uma obra mais limpa e sem

desperdícios de matérias. Claro que existem pontos negativos que ainda atrapalham a

sua popularização como o fato de ter um projeto mais detalhado, a necessidade de um

volume adequado de elementos para justificar a sua escolha, problemas encontrados nas

ligações entre elementos e o custo ainda ser um pouco maior que o sistema de

construção tradicional.

Podemos esperar que em um futuro próximo com o avanço do sistema construtivo em

concreto pré-moldado em países europeus e nos Estados Unidos, o avanço nos estudos

na área de pré-moldados no Brasil, a construção cada vez mais racionalizando processos

e materiais, poderemos utilizar cada vez mais os sistemas de concreto pré-moldados.

5.1 CRÍTICAS

A muito que se estudar com relação as ligações entre elementos pré-moldados como

viga x pilar, pilar x fundação e os consoles que servem de apoio para vigas e lajes. Essas

ligações são pontos críticos das estruturas pré-moldadas. As ligações que ficam

aparentes poderiam ser mais elaboradas encaixes mais precisos e ligações mais seguras.

Algumas das dificuldades encontradas são a falta de soluções em pré-moldados para

arquiteturas irregulares, vãos que não possuem esquadros geralmente são finalizados

com estruturas moldadas in loco e o não ensino na graduação de matérias que

contemplem o estudo de estruturas em concreto pré-moldado.

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5.2 SUGESTÕES

As construções esportivas e industriais de hoje são executadas em sua grande parte com

estruturas de concreto pré-moldado por ser de rápida execução e atender as normas de

segurança. Os ambientes internos dessas construções são basicamente feitos em

alvenarias de blocos de concreto, revestidos posteriormente e finalizados para a

utilização.

Um estudo mais detalhado dessas construções pode viabilizar a utilização de banheiros

e cozinhas moduladas em concreto pré-moldado, diminuindo ainda mais o tempo de

construção e aumentando a qualidade dos espaços.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 9062;

Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-moldado. Rio de Janeiro: ABNT,

2006.

___________________________________________________ - ABNT. NBR 6118;

Projeto de Estruturas de Concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.

____________________________________________________ - ABNT. NBR 14861;

Lajes Alveolares Pré-moldadas de Concreto Protendido. Rio de Janeiro: ABNT, 2011.

ACKER, A. V. Manual de Sistemas Pré-fabricados de Concreto. Tradução: Marcelo

Ferreira, ABCIC, 2002.

ALBUQUERQUE, A. T.; EL DEBS, M. K. Levantamento dos Sistemas Estruturais em

Concreto Pré-moldado para Edifícios no Brasil. In: ENCONTRO NACIONAL DE

PESQUISA-PROJETO-PRODUÇÃO EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO, 1., 2005,

São Carlos. Anais... São Carlos: EESC/USP-Depto. de Eng. de Estruturas, 2005.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA CONSTRUÇÃO INDUSTRIALIZADA DE

CONCRETO – ABCIC. A História dos Pré-fabricados e Sua Evolução no Brasil. São

Paulo, 1980.

EL DEBS, M. K. Concreto Pré-moldado: Fundamentos e Aplicações. Escola de

Engenharia de São Carlos/USP – Projeto REENGE, 2000.

ELLIOT, R. S. Precast Frame Concepts, Economics and Architetural Requirements. In

Workshop on Desing & Constrution of Precast Concrete Structures. Construction

Industry Training Institute. Singapure, 2002.

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NUNES, Vinicius César Pereira; Estudo de Cálice de Fundação Com Ênfase nos

Esforços nas Paredes Transversais do Colarinho. Dissertação (Mestrado) – Escola de

Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2009.

SALAS, S. J. Construção Industrializada: Pré-fabricação. Instituto de Pesquisas

Tecnológicas. São Paulo, 1988.

VASCONCELOS, A. C. O Concreto no Brasil: Pré-fabricação, Monumentos,

Fundações. Volume III. Studio Nobel. São Paulo, 2002.

PREMO. Manual de Utilização das Soluções Construtivas Premo, 2010.

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REFERÊNCIAS ELETRÔNICAS

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